Россия собралась активно развивать водородную энергетику. Водородная энергетика — отрасль энергетики, основанная на использовании водорода в. В 2020 году правительство утвердило энергетическую стратегию РФ на период до 2035 года и ключевые меры по развитию водородной энергетики.
Водород вместо нефти: новая энергетика оказалась для России сомнительной
Наконец, весной 2020 года в городе Фукусима была запущена самая крупная в мире экспериментальная электростанция, работающая на водороде. Для питания электролизных установок на ней используются солнечные батареи общей мощностью 20 МВт, занимающие площадь 180 тыс. Всего станция вырабатывает 1,2 тыс. Глобальные перспективы Безусловно, пока доля водородной энергетики относительно невелика. Да и сам водород сегодня не столько топливо, сколько сырьё для производства аммиака и метанола. Однако существующее положение вещей меняется и не исключено, что уже в среднесрочной перспективе водород сможет заменить природный газ. В частности, в Японии уже началось создание глобальной сети производства водорода для энергетических установок. Причём для его транспортировки в жидком виде стране потребуется около 80 танкеров. В 2019 году в австралийском городе Гастингсе начато строительство специального водородного терминала.
Сжиженный водород оттуда будет отправляться, в том числе и в Японию. Все эти факты говорят о том, что о высоком потенциале водородной энергетики свидетельствуют не только прогнозы аналитиков, но и инвестиции крупных корпораций. А это означает, что традиционным энергоносителям рано или поздно придётся уступить своё место на пьедестале. Мы есть в Телеграм , ВКонтакте и Одноклассниках 2222.
Хотя топливные элементы были изобретены еще в XIX в. Схема топливного водородного элемента Схема топливного водородного элемента Топливный элемент — гальваническая ячейка, вырабатывающая электроэнергию за счёт окислительно-восстановительных превращений реагентов, поступающих извне.
При работе топливного элемента электролит и электроды не расходуются и не претерпевают каких-либо изменений. В нём химическая энергия топлива непосредственно превращается в электрическую. Анимация работы водородного топливного элемента Анимация работы водородного топливного элемента Если сравнить энергетические характеристики водорода и бензинового топлива, то при "сжигании" 1 кг водорода выделяется 120-140 МДж энергии, а при сжигании 1 литра бензина топлива — 25-44 МДж. Свойства водорода Свойства водорода Тут водород по энергетической эффективности в 3-4 раза превосходит традиционное топливо. Toyota Mirai - современный водородный автомобиль. Оснащен водородным топливным элементом, с двумя баками для хранения водорода высокого давления 700 атмосфер. Автомобиль способен проехать паспортные 650 км реальные 350-400 км , на полной заправке 5 кг водорода.
Однако водород — это газ, причём самый легкий почти в 15 раз легче воздуха и, следовательно, очень летучий. Поэтому в 1 кубометре водорода содержится примерно столько же энергии, сколько в 250 гр. И вот тут и начинаются проблемы, которые водородная энергетика пытается решить. Более подробно про методы получения, хранения, перевозки и использования водорода расскажу в следующих статьях. Ссылки на источники теперь находятся в группе Вконтакте! Часть 2. Водородная энергетика: методы получения водорода 261 Предыдущая статья Следующая статья Алексей Кочетов Приветствую Вас, подписчики и читатели!
Как вы заметили статьи на канале стали выходить редко - 1 раз в неделю. Это связано с моей сильной занятостью. Уделяя сейщас каналу больше времени, я наношу сильный финансовый ущерб моему бюджету. Потому как улажу все дела, вернусь к привычной форме ведения канала - 3 статьи в неделю. Спасибо за понимание. Алексей Архипов Привет всем. Патентую в России технологию получения водорода и кислорода из соленой воды - морской, пластовой соленой, пресной с растворенным в ней хлористым натрием, используемой в качестве возобновляемого источника энергии.
Информация скоро появится на сайте "АрхиTech".
По состоянию на 2023 год тройку лидеров-производителей H2 возглавили компании Air Product, Linde, Cummins. Водородная энергетика и экология Влияние водородной энергетики на окружающую среду ru.
Возможно, именно поэтому водородные технологии до сих пор не получили столь масштабного распространения, как использование традиционных видов топлива. Всё дело в негерметичной инфраструктуре, ведь обеспечить её полную герметичность невозможно даже теоретически. В результате значительное количество H2 обязательно просочится в атмосферу.
А при массовом переходе на данный вид сырья количество водорода в атмосфере неизбежно превысит определённый порог. Это в итоге приведёт к резкому увеличению в ней метана, вызвав тем самым серьёзнейшие экологические проблемы и печальные для климата нашей планеты последствия, решать которые придётся на протяжении многих десятилетий. Во всяком случае такого мнения придерживаются ресурс OilPrice занятый традиционными энергоносителями , исследователи из Принстонского университета и из Национальной океанической и атмосферной ассоциации смоделировали возможные негативные процессы , научный сотрудник Института окружающей среды High Meadows Маттео Бертаньи и ряд других авторитетов, работающих в данной области деятельности.
Сравнение водородной энергетики с традиционными источниками энергии включая уголь и нефть Тему можно и даже нужно несколько расширить. Ведь речь уже идёт не только об энергетике, но и о многих других отраслях мирового хозяйства. Сравнение водородной экономики с экономикой, построенной на традиционных методах использования угля, нефти и газа, будет не в пользу последних.
И вот почему: быстрое истощение ископаемых видов топлива; эксплуатация порождает массу экологических проблем: парниковый эффект, истощение озонового слоя, кислотные дожди, загрязнение атмосферы, что чревато серьёзными последствиями для существования жизни на Земле. В отличие от всего сказанного, водород — достаточно высокоэффективное и чистое топливо, при собственном сгорании образующий лишь воду, что снимает с повестки дня экологические проблемы, связанные с освоением традиционных невозобновляемых энергетических ресурсов. Анализ экологических минусов водородной энергетики О вопросах дальнейшего развития водородной энергетики уже было сказано в разделе «Влияние водородной энергетики на окружающую среду».
Их можно дополнить угрозами возгораний и взрывов больших объёмов этого вида топлива, а также рядом экологических проблем, порождаемых разнообразием технологий выработки самого H2 и технологий его хранения и транспортировки. Вопросы, связанные с возможным негативным воздействием на природу и человека в процессе непосредственного использования водорода, пока ещё не достаточно изучены.
Водород и керосин и в будущем будут занимать значительную долю в нише малых стационарных установок мощностью более 10 кВт. Водородная автомобильная инфраструктура К концу 2006 года во всём мире функционировало более 140 водородных автомобильных заправочных станций. General Motors заявлял о возможных планах строительства 12000 водородных заправочных станций в городах США и вдоль главных автострад. Отсутствие водородной инфраструктуры является одним из основных препятствий развития водородного транспорта.
Зачем строить инфраструктуру, если нет автомобилей, потребляющих водород? Зачем производить автомобили на водородных топливных элементах, если нет инфраструктуры? Решением проблемы может стать применение водорода в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания, или смесей топлива с водородом, например, HCNG. В январе 2006 года Mazda начала продажи битопливного автомобиля Mazda RX-8 с роторным двигателем, который может потреблять и бензин, и водород. В 2006 году Ford Motor Company начал выпуск автобусов с двигателями внутреннего сгорания, работающими на водороде. В 2006 году было запущено в эксплуатацию около 100 новых автомобилей, автобусов, мотоциклов и т.
К концу 2007 году в мире будет эксплуатироваться около 900 транспортных средств. Воздушный транспорт Корпорация Boeing прогнозирует, что топливные элементы постепенно заменят в авиации вспомогательные энергетические установки. Они смогут генерировать электроэнергию, когда самолет находится на земле, и быть источниками бесперебойного питания в воздухе. Топливные элементы будут постепенно устанавливаться на новое поколение Боингов 7E7, начиная с 2008 года. Железнодорожный транспорт Для данных приложений требуется большая мощность, а размеры силовой установки имеют малое значение. Железно-Дорожный исследовательский технологический институт Япония планирует запустить поезд на водородных топливных элементах в эксплуатацию к 2010 году.
Прототип был испытан в феврале 2005 года. В США с 2003 года разрабатывается локомотив массой 109 тонн с водородным топливным элементом мощностью 1 МВт. Водный транспорт В Германии производятся подводные лодки класса U-212 с топливными элементами производства Siemens AG. Под водой лодка работает на водороде и практически не производит шумов. Компания FuelCell Energy разрабатывает 625 кВт топливные элементы для военных кораблей. Складские погрузчики Чуть менее половины новых топливных элементов, установленных в 2006 году на транспортные средства, были установлены на складские погрузчики.
Замена аккумуляторных батарей на топливные элементы позволит значительно сократить площади, занимаемые аккумуляторными цехами.
В России планируется развитие нового энергетического направления - водородного
Ведь, по идее, при сжигании водорода в двигателе автомобиля будет выделяться полезная энергия, а в качестве отходов образуется вода, а не выхлопные газы. Но это лишь отчасти так. В воздухе, помимо кислорода, который будет участвовать в процессе горения, присутствует другой газ — азот. И при сгорании водорода будут образовываться такие вредные вещества, как оксиды азота. Даже небольшие их концентрации могут вызвать нарушения самочувствия, боли, легочные заболевания и отравления. Битопливный автомобиль BMW Hydrogen 7 двигатель может работать в двух режимах: на бензине или водороде Теоретически, для снижения вреда окружающей среде ответственные производители должны ставить специальные улавливающие ёмкости для углекислого газа на производстве водорода и катализаторы в автомобилях. Но мы-то знаем, что начнётся при действительно массовом переходе на это топливо. К этому еще добавятся проблемы со взрывоопасностью водорода и его текучестью молекулы водорода очень маленькие и легкие, так что они могут проникать сквозь материалы, способные удерживать обычные газы. Казалось бы, тупик.
Водород как газообразное химическое топливо может заменять углеводороды в двигателях внутреннего сгорания, газовых турбинах и системах отопления. Кроме того, водород можно использовать для прямого получения электрической энергии с помощью топливных элементов. Самым подходящим сырьем для получения водорода является природный газ. Однако этот газ сам по себе является ценным первичным источником энергии и широко используется на электростанциях и в быту. Из 1000 кубических метров метана можно получить около 350 кг водорода стоимостью 700 долл. В России стоимость 1000 кубометров метана составляет всего 60 долл. Отсюда можно заключить, что использование в России водорода в качестве топлива в 4 раза менее выгодно, чем использование метана. Следует также добавить, что при получении из метана 1 т водорода в воздух выбрасывается 5,5 т парникового газа СО2. Таким образом, при производстве водорода из ископаемого топлива образуется большое количество парникового газа СО2, который необходимо улавливать и каким-то образом утилизировать, например, закачивать в геологические горизонты. Водород, получаемый из метана и угля, не помогает решению климатической проблемы, поэтому его называют «коричневым водородом», что существенно снижает его цену как товара на внешнем рынке. Электролиз — процесс разложения воды на водород и кислород с помощью электричества — является энергоемким и обходится примерно в 4 раза дороже, чем производство водорода из природного газа. С учетом отсутствия выбросов парниковых газов процесс электролиза воды — это самый чистый метод получения водорода. Если необходимая для электролиза энергия поступает из источников возобновляемой энергии, то на выходе получают «зеленый водород». Нужно помнить, что водородная энергетика чиста и безвредна для окружающей среды, если таким же чистым является процесс получения водорода. Производство водорода путем электролиза воды является привлекательным средством аккумулирования энергии в сочетании с гидравлической, солнечной или ветровой энергией. Существуют проекты, основная идея которых состоит в получении «зеленого водорода» с помощью ГЭС и передаче его удаленным потребителям для использования на транспорте в качестве топлива с нулевыми выбросами диоксида углерода и отсутствием выбросов десятка других загрязняющих веществ. Например, если годовую выработку Саяно-Шушенской ГЭС направить на производство «зеленого водорода» путем электролиза, то в течение года из енисейской воды можно получить 675 тыс.
Воздушный транспорт Корпорация Boeing прогнозирует, что топливные элементы постепенно заменят в авиации вспомогательные энергетические установки. Они смогут генерировать электроэнергию, когда самолет находится на земле, и быть источниками бесперебойного питания в воздухе. Топливные элементы будут постепенно устанавливаться на новое поколение Боингов 7E7, начиная с 2008 года. Железнодорожный транспорт Для данных приложений требуется большая мощность, а размеры силовой установки имеют малое значение. Железнодорожный исследовательский технологический институт Япония планирует запустить поезд на водородных топливных элементах в эксплуатацию к 2010 году. Прототип был испытан в феврале 2005 года. В США эксплуатация локомотива с водородным топливным элементом мощностью 2 тысячи л. Водный транспорт В Германии производятся подводные лодки класса U-212 с топливными элементами производства Siemens AG. Под водой лодка работает на водороде и практически не производит шумов. Компания FuelCell Energy разрабатывает 625 кВт топливные элементы для военных кораблей. Складские погрузчики Чуть менее половины новых топливных элементов, установленных в 2006 году на транспортные средства, были установлены на складские погрузчики. Замена аккумуляторных батарей на топливные элементы позволит значительно сократить площади, занимаемые аккумуляторными цехами. Wal-Mart в январе 2007 года завершил вторую серию испытаний складских погрузчиков на топливных элементах. Мобильные топливные элементы Производство электрической энергии для мобильных устройств: мобильных телефонов , ноутбуков и т. В 2006 году как и в 2005 во всём мире было изготовлено около 3000 штук мобильных приложений. В 2008 году мировое производство выросло до 9000 штук [12].
Строительство первой очереди электростанции мощностью 250 МВт начнётся в 2008 г. Общая мощность электростанции составит 650 МВт. Из атомной энергии. Использование атомной энергии для производства водорода возможно в различных процессах: химических, электролиз воды, высокотемпературный электролиз. Ведутся работы по созданию атомных электростанций следующего поколения. Электролиз воды. Обратная реакция происходит в топливном элементе. Водород из биомассы. Водород из биомассы получается термохимическим или биохимическим способом. В биохимическом процессе водород вырабатывают различные бактерии, например, Rodobacter speriodes. Водород в настоящее время, в основном, применяется в технологических процессах производства бензина и для производства аммиака. США ежегодно производят около 11 миллионов тонн водорода, что достаточно для годового потребления примерно 35—40 миллионов автомобилей. Малые стационарные приложения Производство электрической и тепловой энергии в топливных элементах мощностью от 0,75 кВт до 10 кВт. Домашние энергетические станции имеют мощность 0,75—1 кВт, предназначены для выработки электроэнергии в течение 8 часов в сутки и выработки тепла и горячей воды 24 часа в сутки. Установки мощностью 5 кВт предназначаются для нескольких коттеджей. Они зачастую предназначаются только для выработки электроэнергии. Такая энергетическая установка занимает размер не больше домашнего бойлера, может работать на природном газе. За 2006 год во всём мире установлено около 1500 новых малых энергетических станций. В конце 2006 года во всём мире эксплуатировалось около 5000 малых стационарных водородных электростанций. Большая часть домашних станций разработана для применения природного газа, пропана, очень немногие могут работать со сжиженным нефтяным газом LPG. Многие производители работают с керосином. В 2006, как и в 2005 году большая часть малых приложений была установлена в Японии. Японская NEF New Energy Foundation объявила о начале многолетнего демонстрационного проекта применения малых стационарных топливных элементов.
Водород вместо нефти: новая энергетика оказалась для России сомнительной
После этого открытия Гроув и работавший параллельно с ним Кристиан Шенбейн продемонстрировали возможность производства энергии в водородно-кислородном топливном элементе с использованием кислотного электролита. Позже, в 1959 году, Фрэнсис Т. Бэкон из Кембриджа добавил в водородный топливный элемент ионообменную мембрану для облегчения транспорта гидроксид-ионов. Изобретением Бэкона сразу заинтересовалось правительство США и NASA, обновленный топливный элемент стал использоваться на космических аппаратах «Аполлон» в качестве главного источника энергии во время их полетов. Водородный топливный элемент из сервисного модуля «Аполлонов», вырабатывающий электричество, тепло и воду для астронавтов.
Сейчас топливный элемент на водороде напоминает традиционный гальванический элемент с одной лишь разницей: вещество для реакции не хранится в элементе, а постоянно поставляется извне. Просачиваясь через пористый анод, водород теряет электроны, которые уходят в электрическую цепь, а сквозь мембрану проходят катионы водорода. Далее на катоде кислород ловит протон и внешний электрон, в результате чего образуется вода. Принцип работы водородного топливного элемента.
С одной топливной ячейки снимается напряжение порядка 0,7 В, поэтому ячейки объединяют в массивные топливные элементы с приемлемым выходным напряжением и током. Теоретическое напряжение с водородного элемента может достигать 1,23 В, но часть энергии уходит в тепло. Как мы видим, по этому параметру водородная энергетика является наиболее привлекательным источником энергии, но все же существует ряд проблем, мешающих ее массовому применению. Самая главная из них — процесс добычи водорода.
Российская атомная отрасль обладает существенным технологическим и научно-исследовательским потенциалом по развитию основных методов производства водорода — как паровой конверсии метана, так и электролизного производства. Одна из приоритетных технологических задач - обеспечить минимизацию выбросов углекислых газов при производстве водорода. Научная деятельность уже ведется крупнейшими научно-конструкторскими организациями отрасли, в 2019 году были получены первые результаты по оценке развития собственных технологий производства. Согласно разработанной Минэнерго РФ «дорожной карте», в ближайшие годы Росатом планирует испытать пилотную установку по производству водорода на АЭС и выступить одним из партнеров строительства полигона по отработке внедрения водорода на железнодорожном транспорте. Соответствующее соглашение было подписано в 2019 году с Сахалинской областью, РЖД и «Трансмашхолдингом».
США предполагают построить электростанцию по проекту FutureGen, которая будет работать на продуктах газификации угля. Впервые о планах подобного строительства заявил еще в 2003 году министр энергетики США Спенсер Абрахам. Электричество будут вырабатывать топливные элементы, используя в качестве горючего водород, получающийся в процессе газификации угля. В декабре 2007 г. В Иллинойсе будет построена электростанция мощностью 275 МВт.
Аналогичный проект под названием «GreenGen» создан в Китае. Строительство первой очереди электростанции мощностью 250 МВт начнётся в 2008 г. Общая мощность электростанции составит 650 МВт. Из атомной энергии. Использование атомной энергии для производства водорода возможно в различных процессах: химических, электролиз воды, высокотемпературный электролиз. Ведутся работы по созданию атомных электростанций следующего поколения. Электролиз воды. Обратная реакция происходит в топливном элементе. Водород из биомассы. Водород из биомассы получается термохимическим или биохимическим способом.
В биохимическом процессе водород вырабатывают различные бактерии, например, Rodobacter speriodes. Водород в настоящее время, в основном, применяется в технологических процессах производства бензина и для производства аммиака. США ежегодно производят около 11 миллионов тонн водорода, что достаточно для годового потребления примерно 35—40 миллионов автомобилей. Малые стационарные приложения Производство электрической и тепловой энергии в топливных элементах мощностью от 0,75 кВт до 10 кВт. Домашние энергетические станции имеют мощность 0,75—1 кВт, предназначены для выработки электроэнергии в течение 8 часов в сутки и выработки тепла и горячей воды 24 часа в сутки. Установки мощностью 5 кВт предназначаются для нескольких коттеджей. Они зачастую предназначаются только для выработки электроэнергии. Такая энергетическая установка занимает размер не больше домашнего бойлера, может работать на природном газе.
Одна половина считает, что использование водородной энергетики существенно упростит жизнь человечеству. Вторая часть утверждает, что водородная энергетика приведёт к серьёзной опасности. Общая информация Современные технологии позволяют использовать водород в качестве топлива. Такое топливо хватает на дольшее время. Водитель, использующий водородное топливо, может проехать на машине в два раза больше, чем при использовании топлива на другой основе. Но сейчас водородное топливо практически не используется. Только несколько изготовителей машин склоняются к выбору такого вида топлива. Водород добывается тремя способами: Электролиз. Каждый из способов, так или иначе, захватывает природные ресурсы. Поэтому этот способ считают экономически невыгодным. Использование природных ресурсов в качестве топлива встречает достаточное количество отрицательных отзывов среди защитников природы. Хоть способ и считается экологически чистым, но многие считают, что использовать природные ресурсы попросту нельзя. Использование природных ресурсов при получении водорода, связано с тем, что в чистом виде водорода в природе сейчас нельзя встретить. А все современные способы добычи либо затрагивают природные ресурсы, либо большое количество финансов. Плюсы Преимущества водородной энергетики: Является экологически чистым продуктом. Применение водорода в качестве топлива не наносит вред окружающей среде. Учёные выявили, что при использовании природного водорода в окружающую среду не выделяется никаких вредных веществ, что нельзя сказать про топливо на другой основе. Именно поэтому водородное топливо становится ведущей идеей учёных. Но, увы, пока не получается распространить использование водородной энергетики по всему миру.
Водородная энергетика: когда наступит будущее?
Водородная энергетика включает совокупность технологий производства, транспортировки, аккумулирования и использования универсального вторичного энергоносителя – водорода. "В текущей ситуации мы ощутили влияние санкций в том числе на проекты в области водородной энергетики, тем не менее считаем, что направление развития водородных. Фактически, ЕС получали бы сырьевой придаток к своей «зелёной» энергетики. В данной статье мы рассмотрим основные горизонты водородной энергетики и ее потенциал для развития в различных сферах жизни. — Активные работы по водородной энергетике в достаточно крупных масштабах начались в первой половине 1970-х годов. Главный вклад внесли ученые США, Европы, СССР и Японии. Одним из важных документов, стимулирующих развитие водородной энергетики в России, является Стратегия социально-экономического развития РФ с низким уровнем выбросов.
Защита документов
Состояние и перспективы водородной энергетики в России и мире. создание нормативной базы в области безопасности водородной энергетики. Водородная энергетика является одним из ключевых направлений программ по развитию возобновляемых источников энергии на фоне глобального стремления к декарбонизации. В программе развития водородной энергетики РФ намечено создание водородных кластеров и пилотных проектов по производству и экспорту водорода. Водородная энергетика – отрасль энергетики, основанная на использовании водорода в качестве средства для.
ТЭК России | Альтернатива традиционным источникам энергии
Водородная энергетика в основном относится к вторичной энергетике, и ключ заключается. Водородная энергетика включает совокупность технологий производства, транспортировки, аккумулирования и использования универсального вторичного энергоносителя – водорода. У России имеется большой ресурс научных разработок по ТЭ, которые могут быть трансформированы в соб-ственные технологии водородной энергетики. Водородная энергетика экологична, но не автономна. Для работы топливному элементу нужен водород, который не встречается на Земле в чистом виде.
А У НАС УЖЕ ЧТО-ТО ЕСТЬ?
- Водородная энергетика: задачи, проблемы и сферы применения. Реферат. Физика. 2016-05-30
- Водородная энергетика в России получила новое развитие
- Защита документов
- Водородная энергетика: преимущества, принцип работы и перспективы
Почему водородное топливо до сих пор не стало спасением человечества?
В Италии министерство промышленности в рамках национальной стратегии развития водородной энергетики отмечает необходимость инвестирования 12 млрд долл. Водородная энергетика — отрасль энергетики, основанная на использовании водорода в. Водородная энергетика — направление выработки и потреблении энергии человечеством, основанное на использования водорода в качестве средства для аккумулирования.
Водород — основа энергетики будущего
Повышенные содержания и струи дегазации водорода наблюдаются в рифтовых зонах океанов. По данным Виктора Гаврилова, в рифте острова Исландия вынос водорода составляет до 1 тыс. В кимберлитовой трубке «Удачная» в скважине 42 , дебит водорода достигал 100 тыс. Ряд геологов полагает, что очаги сейсмической и вулканической активности формируются над локальными зонами и каналами просачивания и скопления глубинного, первичного водорода, «складированного» в гидридном ядре Земли. Появилась даже фантастическая идея опережающего бурения скважин для «разгрузки» потенциальных зон критического накопления водорода с целью предотвращения землетрясений и вулканических взрывов. Существующий комплекс современных геофизических методов гравиметрия, сейсморазведка, магниторазведка и электроразведка позволяет получать детальную объемную модель вулкана и даже определить место размещения питающей вулкан подземного газового солитона «газовой трубы». Что касается последующих работ по организации бурения скважин для отбора водорода, то они представляются технически осуществимыми, но чрезвычайно опасными. Вместе с тем, весь практически используемый сегодня водород производится только производственным искусственным способом. Расширение энергетического использования водорода и организация поисков природных залежей этого газа требуют государственной поддержки. Первой страной, сформировавшей в 2017 году свою национальную водородную стратегию, стала Япония.
В 2019 году здесь была принята «Стратегическая дорожная карта для водорода и топливных элементов». В 2019 году стратегические планы по развитию водорода раскрыла Республика Корея. В июле 2020 года еврокомиссар по энергетике Кадри Симсон заявила: «Цель ЕС — к 2050 году стать климатически нейтральным. К этому времени мы выведем из употребления все ископаемые энергоносители. Альтернативой углю, нефти и нефтепродуктам, природному газу должны стать возобновляемые источники энергии 0 ВИА и водород». На таком решении больше всех настаивала Германия, где согласно национальной программе водородной энергетики к 2030 году должны быть построены электростанции мощностью в 20 ГВт, предназначенные для производства, так называемого, «зелёного» водорода на базе энергии ВИА , при сжигании которого не образуется углекислый газ. По расчетам ученых, этот «зеленый водород», получаемый на базе энергии солнечных батарей может конкурировать с «голубым водородом», который производится из воды на базе использования других, не возобновляемых источников электрической энергии. По мнению ученых из Массачусетского технологического института США , производство водорода с помощью энергии от солнечных панелей может стать рентабельным в течение ближайших десяти лет. Стратегические перспективы использования водорода для развитых стран в значительной мере связаны именно с внедрением технологий низкоуглеродной водородной энергетики, позволяющей сократить выбросы парниковых газов.
Температура газов на выходе была около 1600 градусов. Прежнее традиционное оборудование такую нагрузку выдержало. Эксперименты с добавками водорода в топливную смесь для газовых ТЭЦ осуществляются не только в Японии. Южнокалифорнийская технологическая компания Hyperion сообщила о создании электрического суперкара XP-1, работающем на водородных топливных ячейках. Снаряженная масса машины — менее 1032 кг. Полноприводный Hyperion XP-1 оснащен электромоторами на постоянных магнитах, блоком топливных элементов и карбоновыми резервуарами для хранения водорода.
Лодки с водородным двигателем вызывали интерес, по крайней мере, пятьдесят десятилетий назад, и в настоящее время ВМС США вновь проявляют интерес к подводным лодкам, переправам и другим судам. Это направление отстает от других, но набирает обороты. Хотя водород лишь в минимальной степени рассматривался в отношении полета, в настоящее время он проникает в нишу дронов и авиации. Что касается использования водорода в качестве энергии и топлива, то он находит все больше применений в энергетическом секторе, в частности, в качестве среды хранения после электролиза воды с использованием возобновляемой электроэнергии. Некоторые организации и страны также комбинируют водород с другими видами топлива для производства электроэнергии и тепла. Водородная энергетика будущего Проблемы Основные проблемы, с которыми сталкивается водород, включают проблемы хранения, чистоту для топливных элементов и инфраструктуру, включая безопасность. Кроме того, хотя водород сам по себе является «чистым» энергоносителем, для его производства необходимо использовать другие источники энергии. Эта проблема решается с помощью возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая. Еще одна проблема, связанная с водородом, — отсутствие консенсуса в отношении его преимуществ — устраняется созданием Совета по водороду, о котором было объявлено на Всемирном экономическом форуме в 2017 году. Стоимость часто указывается как одна из проблем, но недавно было высказано предположение, что производство водорода электролизом стало рентабельным. Фактически, производство водорода , который затем объединяется с молекулами на основе углерода для создания синтетического природного газа и заменителей автомобильного и авиационного топлива, может принести пользу как окружающей среде за счет сокращение выбросов углерода и замена существующих видов топлива. А как только водород будет производиться электролизом с использованием чистых возобновляемых источников энергии, снизятся как стоимость, так и производство нежелательных побочных продуктов. В 2010 году Министерство энергетики США подсчитало, что затраты на производство водорода с помощью ветряных электростанций и электролиза стали конкурентоспособными по сравнению с бензином. Смотрите также: Какие бывают топливные элементы Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта! Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:.
В этом плане источник получения водородной энергетики неисчерпаем, учитывая водный потенциал миллионы тонн воды в мировом океане. Преимущества: Транспортировка по трубам без проблем, так как у водорода низкий показатель вязкости. Водород хранится в сжиженном, газообразном состоянии. У водорода продолжительный срок хранения, он достаточно легок. Современные технологии водородной энергетики дают возможность иметь качественный топливный материал с высоким коэффициентом теплоотдачи.
И это очень короткий срок. Считается, что приемлемый цикл от начала разработки до ее первого образца — от 3 до 5 лет. Перед фирмой, которую возглавляют выпускники аспирантуры нашего института, была поставлена задача сделать первый российский большой электролизер для заправочной станции. Уже этой весной он будет подключен к установке. Буквально за 6 месяцев нам удалось довести технологию до опытного образца с работающей заправкой. Кстати, недавно к нам приезжали зарубежные коллеги для переговоров об испытании водородного транспорта с использованием нашей заправки. Но пока словесный. Прошло еще слишком мало времени с тех пор, когда была инициирована программа на государственном уровне. В декабре 2020 года президент Владимир Путин сказал, что в 2023 году в Москве появятся автобусы на водородном топливе. Конечно, в 2023 году таких автобусов в массовом производстве точно еще не будет. Возможно, к этому времени разработают первый опытный экземпляр. Но это слишком короткий срок для строительства необходимой инфраструктуры. Тем не менее, хорошо, что эта тематика появилась в повестке государства. Помимо этого, Минэнерго положило начало реализации программы развития водородной энергетики в России. Совсем скоро будет готова «дорожная карта». Я вхожу в рабочую группу по ее разработке, а наша аналитика лежит в основе создаваемых сопроводительных документов. Сотрудники центра компетенций реализовали аналитический проект по ситуации с водородной энергетикой в России. Другой схожий проект в очень короткий срок мы выполнили для «Росатома». Кто бы мог подумать, что именно «Росатом» подключится к этой тематике по производству и использованию водорода. Но программа до 2050-го также появится в ближайшее время. Почему ведутся бурные дискуссии по водороду в России? Во-первых, Россия, надо признать честно, больше не технологическая, а сырьевая держава, и большая часть нашего бюджета основана на экспорте углеводородов. Если внимательно посмотреть на прогнозы европейских компаний, то доля экспорта газа будет уменьшаться за счет возрастающего экспорта водорода. Поэтому возникает логичный вопрос, а надо ли нам в этом участвовать? Не потеряем ли мы часть доходов? Ясно, что риски существуют, особенно при условии, что Россия станет производить только «голубой» водород. По самым оптимистичным прогнозам, лишь половина водорода будет «зеленым», а вторая половина — «голубым». Другие виды и вовсе не рассматриваются в существующих программах развития, принятых в разных странах. Плюс ко всему, стремясь к водородной энергетике, мы упираемся в проблему, связанную с транспортировкой водорода: его тяжело хранить и транспортировать. На самом деле, производство водорода оценивается в миллиардах тонн. Но его производят и потребляют в одном месте. Вопрос экспорта стоит остро и для Европы. Они не смогут произвести столько водорода, сколько планируют использовать в рамках утвержденных программ. А значит, они будут зависимы от импортируемого водорода. Будет ли это Россия, африканские страны или государства Южной Америки — зависит от многих причин, в том числе и от нашей готовности поставлять водород. При этом мы говорим о водороде, который к 2050 году должен сильно «позеленеть». Название изображения Очевидно, что потребление природного газа уменьшится. Заменим ли мы его водородом или нет, пока неясно. Хотя вопрос транспортировки частично решен, поскольку трубопроводный способ доставки водорода — самый дешевый. Основная идея, которую я и некоторые политические деятели продвигаю, заключается в том, что без внутреннего потребления водорода и необходимой инфраструктуры Россия сильно отстанет. Мы можем построить ветряки, электролизеры и прочее, но они будут бесполезны без экспорта и внутреннего потребления. Для России наиболее правильным направлением для внутреннего потребления водорода можно считать транспорт.